KR20220160689A - Band type cooling fan band with improved knit-line strength - Google Patents

Band type cooling fan band with improved knit-line strength Download PDF

Info

Publication number
KR20220160689A
KR20220160689A KR1020227038523A KR20227038523A KR20220160689A KR 20220160689 A KR20220160689 A KR 20220160689A KR 1020227038523 A KR1020227038523 A KR 1020227038523A KR 20227038523 A KR20227038523 A KR 20227038523A KR 20220160689 A KR20220160689 A KR 20220160689A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fan
rib
blades
ribs
band
Prior art date
Application number
KR1020227038523A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
마르쿠스 리델
알랭-베르나르 아이셀
레이 코트
오이겐 슈톡크만
세르주 나코
Original Assignee
로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 로베르트 보쉬 게엠베하 filed Critical 로베르트 보쉬 게엠베하
Publication of KR20220160689A publication Critical patent/KR20220160689A/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/325—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow fans
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/325—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow fans
    • F04D29/326—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow fans comprising a rotating shroud
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/02—Selection of particular materials
    • F04D29/023—Selection of particular materials especially adapted for elastic fluid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/38—Blades
    • F04D29/388—Blades characterised by construction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/20—Manufacture essentially without removing material

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

팬은 모터에 의해 구동되어 팬 회전축을 중심으로 회전하도록 구성된 허브, 허브로부터 반경 방향으로 돌출되는 블레이드들, 및 회전축을 둘러싸고 블레이드들의 팁을 연결하는 밴드를 포함한다. 밴드는 밴드의 허브 대면 표면으로부터 돌출된 구조적 보강 리브들을 포함한다. 리브들은 인접한 한 쌍의 블레이드의 각각의 팁 사이에 배치된다. 각각의 리브는 밴드의 니트-라인을 연결하고, 인접한 블레이드의 각각의 팁 사이의 거리의 적어도 40%인 원주 방향 치수를 가진다.The fan includes a hub configured to be driven by a motor and rotated about a rotational axis of the fan, blades protruding radially from the hub, and a band surrounding the rotational axis and connecting tips of the blades. The band includes structural reinforcing ribs projecting from the hub facing surface of the band. The ribs are disposed between the respective tips of an adjacent pair of blades. Each rib connects the knit-line of the band and has a circumferential dimension that is at least 40% of the distance between the respective tips of adjacent blades.

Description

니트-라인 강도가 향상된 밴드형 냉각팬 밴드Band type cooling fan band with improved knit-line strength

본 발명은 니트-라인 강도가 향상된 밴드형 냉각팬 밴드에 관한 것이다.The present invention relates to a band-type cooling fan band with improved knit-line strength.

자동차는 전형적으로 하나 이상의 열교환기를 통한 열 전달을 돕기 위해 하나 이상의 공기 이동 팬을 요구한다. 예를 들어, 모터의 샤프트에 결합되는 허브, 허브의 외부 원주로부터 돌출된 복수의 블레이드, 및 블레이드가 변형되는 것을 방지하도록 블레이드의 팁들을 연결하는 밴드를 포함하는 축류 팬은 자동차 냉각을 위해 사용될 수 있다.Automobiles typically require one or more air moving fans to help transfer heat through one or more heat exchangers. For example, an axial fan comprising a hub coupled to the shaft of a motor, a plurality of blades protruding from the outer circumference of the hub, and a band connecting the tips of the blades to prevent the blades from being deformed can be used for automobile cooling. have.

이러한 팬은 팬(100)의 몰드가 허브 형성 부분(도 1)의 부근에서 용융 플라스틱을 사출하는 플라스틱 사출 성형 공정을 통해 때때로 대량으로 제조된다. 사출 지점(들)(101)으로부터, 용융 플라스틱(화살표로 표시됨)은 허브 형성 부분으로부터 주형 캐비티 내에서, 블레이드 형성 부분을 통해 반경 방향 외측으로, 그런 다음 밴드 형성 부분을 따라서 원주 방향으로 흐른다. 2개의 유동 선단이 밴드 형성 부분 내에서 만날 때, 니트-라인(knit-line)(150)이 결과적인 팬 밴드(120)에서 형성된다. 니트-라인(150)은 인접한 팬 블레이드(140)의 각각의 쌍 사이의 대략 중간에서 밴드(120)에 형성된다. 니트-라인(150)은 전형적으로 어떠한 니트-라인(150)도 없는 밴드(120)의 다른 영역보다 약하고, 그러므로 팬(100) 내에서 초기화 실패 지점일 수 있다.Such fans are sometimes manufactured in large quantities through a plastic injection molding process in which a mold of the fan 100 injects molten plastic in the vicinity of a hub forming portion (FIG. 1). From the injection point(s) 101, the molten plastic (indicated by arrows) flows radially outward from the hub forming part into the mold cavity, through the blade forming part and then circumferentially along the band forming part. When the two flow fronts meet within the band forming portion, a knit-line 150 is formed in the resulting fan band 120. Knit-line 150 is formed in band 120 approximately midway between each pair of adjacent fan blades 140 . Knit-lines 150 are typically weaker than other areas of band 120 that do not have any knit-lines 150, and therefore may be an initialization failure point within fan 100.

일부 양태에서, 밴드형 팬은 밴드 니트 영역의 강도를 개선하고, 이에 의해 팬의 전체적인 구조적 견고성을 증가시키는 구조적으로 강화된 니트-라인을 포함한다.In some embodiments, the banded fan includes a structurally reinforced knit-line that improves the strength of the band knit area, thereby increasing the overall structural robustness of the fan.

밴드 니트-라인이 발생하는 팬 블레이드들 사이의 팬 밴드의 강성 및 강도를 증가시키기 위해, 보강 리브들이 팬 밴드 원통형 부분의 허브 대면 표면(hub-facing surface)에 제공된다. 각각의 리브는 허브를 향해 안쪽으로 돌출되고, 니트-라인을 가로질러 원주 방향으로 연장된다(또는 "연결된다"). 각각의 리브는 기류 손실과 원치 않는 소음을 최소화하는 복잡한 형상을 가지며, 니트-라인이 연결되는 것을 보장하는 동시에 밴드에서의 응력을 낮추도록 치수화된다.In order to increase the stiffness and strength of the fan band between the fan blades where the band knit-line occurs, reinforcing ribs are provided on the hub-facing surface of the fan band cylindrical portion. Each rib projects inward toward the hub and extends (or "connects") circumferentially across the knit-line. Each rib has a complex shape that minimizes airflow loss and unwanted noise, and is dimensioned to lower stress in the band while ensuring the knit-line remains connected.

일부 양태에서, 팬은 팬 회전축을 중심으로 회전하기 위해 모터에 의해 구동되도록 구성된 허브, 및 회전축을 둘러싸고 허브와 동심인 밴드를 포함한다. 밴드는 팬 회전축과 평행하게 연장되는 원통형 부분, 팬 회전축에 직각인 방향으로 연장되는 립 부분, 및 원통형 부분의 한쪽 단부를 립 부분의 한쪽 단부에 연결하는 중간 부분을 포함한다. 팬은 허브로부터 반경 방향으로 돌출된 블레이드들을 포함한다. 각각의 블레이드는 허브에 연결된 루트(root)와, 원통형 부분의 허브 대면 표면(hub-facing surface)에 연결된 팁을 가진다. 팬은 또한 원통형 부분의 허브 대면 표면으로부터 돌출된 구조적 보강 리브를 포함한다. 리브는 인접한 쌍의 블레이드의 각각의 팁 사이에 배치된다. 리브의 원주 방향 치수는 인접한 쌍의 블레이드의 블레이드들의 각각의 팁 사이에서 허브 대면 표면을 따르는 거리의 적어도 40%이다.In some aspects, a fan includes a hub configured to be driven by a motor for rotation about an axis of rotation of the fan, and a band surrounding the axis of rotation and concentric with the hub. The band includes a cylindrical portion extending parallel to the fan rotation axis, a lip portion extending in a direction perpendicular to the fan rotation axis, and an intermediate portion connecting one end of the cylindrical portion to one end of the lip portion. The fan includes blades projecting radially from the hub. Each blade has a root connected to the hub and a tip connected to the hub-facing surface of the cylindrical portion. The fan also includes structural reinforcing ribs projecting from the hub facing surface of the cylindrical portion. A rib is disposed between each tip of an adjacent pair of blades. The circumferential dimension of the rib is at least 40% of the distance along the hub facing surface between tips of each of the blades of an adjacent pair of blades.

일부 실시예에서, 보강 리브는 선단부, 선단부 반대편에 있고 선단부로부터 원주 방향으로 이격된 후단부, 및 선단부와 후단부 사이에서 연장하는 반대의 측면 표면들을 포함한다. 리브의 원주 방향 치수는 선단부와 후단부 사이의 거리에 일치한다. 리브의 원주 방향 치수는 리브의 두께 치수보다 크며, 리브의 두께 치수는 반대의 측면 표면들 사이의 거리에 일치한다. 또한, 선단부와 후단부는 둥글다.In some embodiments, the reinforcing rib includes a proximal end, a trailing end opposite and circumferentially spaced from the proximal end, and opposing side surfaces extending between the proximal end and the trailing end. The circumferential dimension of the rib corresponds to the distance between the leading and trailing ends. The circumferential dimension of the rib is greater than the thickness dimension of the rib, and the thickness dimension of the rib corresponds to the distance between the opposing side surfaces. Also, the front and rear ends are rounded.

일부 실시예에서, 리브의 원주 방향 치수는 두께 치수의 적어도 10배이다.In some embodiments, the circumferential dimension of the rib is at least 10 times the thickness dimension.

일부 실시예에서, 리브의 반경 방향 치수는 리브의 원주 방향 치수를 따라서 불균일하다.In some embodiments, the radial dimension of the rib is non-uniform along the circumferential dimension of the rib.

일부 실시예에서, 선단부 및 후단부에서 리브의 반경 방향 치수는 선단부와 후단부 사이의 중간인 위치에서 리브의 반경 방향 치수보다 작다.In some embodiments, the radial dimension of the rib at the leading and trailing ends is smaller than the radial dimension of the rib at a location intermediate between the leading and trailing ends.

일부 실시예에서, 리브의 반경 방향 치수는 블레이드 스팬의 최대 20%이고, 블레이드 스팬은 블레이드들 중 하나의 루트와 팁 사이의 거리에 일치한다.In some embodiments, the radial dimension of the rib is at most 20% of the blade span, which corresponds to the distance between the root and tip of one of the blades.

일부 실시예에서, 리브는 복수의 리브를 포함하고, 각각의 리브는 한 쌍의 인접한 블레이드들 사이에 배치되어서, 단일 리브가 주어진 쌍의 인접한 블레이드의 블레이드들 사이에 배치되고, 리브의 원주 방향 치수는 주어진 쌍의 인접한 블레이드의 블레이드들의 각각의 팁 사이의 간격에 비례한다.In some embodiments, the rib includes a plurality of ribs, each rib disposed between a pair of adjacent blades such that a single rib is disposed between blades of a given pair of adjacent blades, and the circumferential dimension of the rib is Proportional to the spacing between the tips of each of the blades of a given pair of adjacent blades.

일부 실시예에서, 리브의 수는 블레이드의 수와 동일하다.In some embodiments, the number of ribs equals the number of blades.

일부 실시예에서, 리브는 인접한 쌍의 블레이드의 블레이드들의 팁 사이의 중간에 배치된다.In some embodiments, the rib is disposed midway between the tips of the blades of adjacent pairs of blades.

일부 실시예에서, 리브는 인접한 쌍의 블레이드의 블레이드 중 다른 블레이드보다 인접한 쌍의 블레이드의 블레이드 중 하나의 팁에 더 가깝게 배치된다.In some embodiments, a rib is disposed closer to the tip of one of the blades of an adjacent pair of blades than to the other of the blades of an adjacent pair of blades.

일부 실시예에서, 리브는 중간 부분 상으로 연장된다.In some embodiments, the ribs extend onto the middle portion.

도 1은 a) 팬의 사출 성형 공정 동안 용융 플라스틱의 사출 위치를 식별하는 원; b) 사출 성형 공정 동안 주형 캐비티를 통한 용융 플라스틱의 흐름 방향을 나타내는 화살표; 및 c) 한 쌍의 인접한 팬 블레이드 사이의 니트-라인의 위치를 나타내는 파선으로 마킹된 밴드형 냉각 팬의 개략적인 평면도이다.
도 2는 파선이 인접한 팬 블레이드의 쌍들 사이의 니트-라인의 위치를 나타내는, 보강 리브를 포함하는 밴드형 냉각 팬의 일부의 사시도이다.
도 3은 도 2의 밴드형 냉각 팬의 다른 부분의 사시도이다.
도 4는 도 2의 밴드형 냉각 팬 부분의 평면도이다.
도 5는 도 4의 라인 5-5를 따라서 본 도 2의 리브의 단면도이다.
도 6은 리브의 반경 방향 치수와 블레이드 반경 방향 스팬을 보여주고, 리브의 반경 방향 치수를 시각화를 가능하게 하도록 약간 과장된 반경 방향 치수를 가진 리브를 예시하는 마킹을 포함하는 도 2의 밴드형 냉각 팬 부분의 평면도이다.
도 7은 리브의 원주 방향 치수 및 블레이드간 원호 길이를 나타내는 마킹을 포함하는 도 2의 밴드형 냉각 팬의 일부의 평면도이다.
도 8은 도 2의 팬의 일부의 측단면도이다.
도 9는 대안적인 실시예의 팬의 일부의 측단면도이다.
도 10은 다른 대안적인 실시예의 팬의 일부의 측단면도이다.
도 11은 또 다른 대안적인 실시예의 팬의 일부의 측단면도이다.1 shows a) a circle identifying the injection location of molten plastic during the injection molding process of a fan; b) an arrow indicating the direction of flow of molten plastic through the mold cavity during the injection molding process; and c) a schematic plan view of a band-shaped cooling fan marked with broken lines indicating the position of a knit-line between a pair of adjacent fan blades.
2 is a perspective view of a portion of a band-shaped cooling fan including reinforcing ribs, in which broken lines indicate the location of knit-lines between pairs of adjacent fan blades.
3 is a perspective view of another part of the band-type cooling fan of FIG. 2;
FIG. 4 is a plan view of a band-type cooling fan portion of FIG. 2 .
5 is a cross-sectional view of the rib of FIG. 2 taken along line 5-5 in FIG. 4;
FIG. 6 shows the radial dimensions of the ribs and the blade radial span, and includes markings illustrating the ribs with slightly exaggerated radial dimensions to allow visualization of the radial dimensions of the ribs. FIG. This is a plan view of the part.
Fig. 7 is a plan view of a portion of the band-type cooling fan of Fig. 2 including markings indicating the circumferential dimensions of the ribs and arc lengths between blades;
8 is a cross-sectional side view of a portion of the fan of FIG. 2;
9 is a cross-sectional side view of a portion of an alternative embodiment fan.
10 is a cross-sectional side view of a portion of another alternative embodiment fan.
11 is a cross-sectional side view of a portion of another alternative embodiment fan.

도 2 내지 도 8을 참조하면, 자동차의 라디에이터와 같은 열교환기의 내부를 통과하는 열교환 매체를 냉각하기 위해 사용될 수 있는 축류 팬(1)은 모터와 같은 구동원(도시되지 않음)과 결합되는 허브(2)를 구비한다. 팬(1)은 허브(2)로부터 반경 방향 외측으로 돌출된 복수의 블레이드(40)를 포함한다. 또한, 팬(1)은, 허브를 둘러싸고 블레이드(40)들이 변형되는 것을 방지하기 위해 블레이드(40)의 팁(42)들을 연결하는 밴드(20)를 포함한다. 허브(2), 블레이드(40) 및 밴드(20)는 예를 들어 사출 성형 공정에서 단일 부품으로서 형성된다. 팬(1)은 모터로부터 허브(2)로 전달되는 회전력에 의해 회전된다. 도시된 실시예에서, 팬(1)은 도 3에 도시된 도면에 대해 시계 방향으로 팬 회전축(10)을 중심으로 회전한다. 밴드(20)는 니트-라인(150)들의 부근에서 밴드(20)의 밴드 응력을 감소시키고 구조적 무결성을 증가시키는 보강 리브(60)들을 포함한다. 리브(60)들은 아래에서 상세히 설명된다.2 to 8, the axial fan 1 that can be used to cool the heat exchange medium passing through the inside of a heat exchanger such as a radiator of an automobile is a hub coupled with a driving source (not shown) such as a motor ( 2) is provided. The fan 1 includes a plurality of blades 40 protruding radially outward from the hub 2 . The fan 1 also includes a band 20 that surrounds the hub and connects the tips 42 of the blades 40 to prevent the blades 40 from being deformed. Hub 2, blade 40 and band 20 are formed as a single part, for example in an injection molding process. The fan 1 is rotated by rotational force transmitted from the motor to the hub 2 . In the illustrated embodiment, the fan 1 rotates about the fan axis of rotation 10 in a clockwise direction with respect to the view shown in FIG. 3 . Band 20 includes reinforcing ribs 60 that reduce band stress and increase structural integrity of band 20 in the vicinity of knit-lines 150 . Ribs 60 are described in detail below.

허브(2)는 팬 회전축(10)에 직각인 단부 표면(6)에 의해 한쪽 단부가 폐쇄된 중공 원통체이다. 허브(2)의 외부 원주(4)는 밴드(20)를 향한다.The hub 2 is a hollow cylinder closed at one end by an end surface 6 perpendicular to the axis of rotation of the fan 10 . The outer circumference 4 of the hub 2 faces the band 20 .

각각의 블레이드(40)는 허브(2)의 밴드 대면 표면(4)에 결합된 루트(44), 및 루트(44)로부터 이격된 팁(42)을 포함한다. 각각의 팁(42)은 밴드(20)의 허브 대면 표면(24)에 결합된다. 각각의 블레이드(40)의 기류 유도 표면들은 특정 적용의 요건에 의해 결정되는 복잡한 3차원 곡률을 가진다. 팬(1)으로부터 배출되는 기류의 방향은 적어도 부분적으로 블레이드 곡률에 의존하고, 실질적인 축류 성분을 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "축류 성분"은 팬 회전축(10)과 평행한 방향으로 흐르는 기류의 성분을 말한다. 팬(1)에 의해 이용되는 블레이드(40)의 수, 블레이드(40)의 형상, 블레이드 간격 등을 포함하는 블레이드 구성은 특정 적용의 요건에 의해 결정된다.Each blade 40 includes a root 44 coupled to the band facing surface 4 of the hub 2 and a tip 42 spaced apart from the root 44 . Each tip 42 is coupled to the hub facing surface 24 of the band 20 . The airflow directing surfaces of each blade 40 have a complex three-dimensional curvature determined by the requirements of the particular application. The direction of the airflow discharged from the fan 1 depends at least in part on the blade curvature and includes a substantial axial flow component. As used herein, the term “axial flow component” refers to a component of airflow flowing in a direction parallel to the fan axis of rotation 10 . The blade configuration, including the number of blades 40 used by the fan 1, the shape of the blades 40, the blade spacing, etc., is determined by the requirements of the particular application.

밴드(20)는 일반적으로, 허브(2)와 동심이고 허브(2)로부터 반경 방향 외측으로 이격된 L자 형상의 원주 방향 링이다. 특히, 밴드(20)는, L자 형상의 하나의 다리에 대응하고 팬 회전축(10)에 평행하게 연장되는 원통형 부분(22)을 포함한다. 밴드(20)는, L자 형상의 다른 쪽 다리에 대응하고 팬 회전축(10)에 직각인 방향으로 연장되는 립 부분(30)을 포함한다. 또한, 밴드(20)는 원통형 부분(22)의 한쪽 단부를 립 부분(30)의 한쪽 단부에 연결하는 곡선형 중간 부분(28)을 포함한다. 원통형 부분(22)은 허브(2)를 둘러싸고, 립 부분(30)은 허브(2)로부터 멀어지는 방향으로 원통형 부분(22)으로부터 돌출될다. 각각의 블레이드 팁(42)은 원통형 부분(22)의 "블레이드 팁 영역"(48)으로서 지칭되는 원주 방향으로 연장되는 영역을 따라서 원통형 부분(22)의 허브 대면 표면(24)에 접합된다.The band 20 is generally an L-shaped circumferential ring concentric with the hub 2 and spaced radially outwardly from the hub 2 . In particular, the band 20 includes a cylindrical portion 22 corresponding to one leg of the L-shape and extending parallel to the fan axis of rotation 10 . The band 20 includes a lip portion 30 extending in a direction perpendicular to the fan rotation axis 10 and corresponding to the other leg of the L-shape. Band 20 also includes a curved middle portion 28 connecting one end of cylindrical portion 22 to one end of lip portion 30 . A cylindrical portion 22 surrounds the hub 2 , and a lip portion 30 projects from the cylindrical portion 22 in a direction away from the hub 2 . Each blade tip 42 is bonded to the hub facing surface 24 of the cylindrical portion 22 along a circumferentially extending area referred to as a “blade tip area” 48 of the cylindrical portion 22 .

밴드(20)는 원통형 부분(22)의 허브 대면 표면(24)으로부터 돌출되는 구조적 보강 리브(60)들을 포함한다. 각각의 리브(60)는 선단부(62), 및 선단부(62) 반대편에 있고 밴드(20)의 원주를 따라서 선단부(52)로부터 이격된 후단부(64)를 포함한다. 각각의 리브(60)는, 선단부(62)와 후단부(64) 사이에서 연장되고 팬 회전축(10)에 평행한 방향으로 서로 이격된 반대의 측면 표면(66, 68)들을 포함한다. 예시된 실시예에서, 반대의 측면 표면(66, 68)들은 일반적으로 선형이고 서로 평행하다.The band 20 includes structural reinforcing ribs 60 protruding from the hub facing surface 24 of the cylindrical portion 22 . Each rib 60 includes a proximal end 62 and a trailing end 64 opposite the proximal end 62 and spaced from the proximal end 52 along the circumference of the band 20 . Each rib 60 extends between a leading end 62 and a trailing end 64 and includes opposing side surfaces 66 and 68 spaced from one another in a direction parallel to the fan axis 10 of rotation. In the illustrated embodiment, opposing side surfaces 66 and 68 are generally linear and parallel to each other.

일부 실시예에서, 리브(60)의 단면 형상은 "블레이드형"이다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "블레이드형"은 공기역학적 형상, 즉 리브(60)를 지나 이동하는 공기로부터의 항력을 감소시키는 형상을 가지는 것을 의미한다. 예를 들어, 리브(60)는 일반적으로 밴드(20)의 허브 대면 표면(24)을 따라서 흐르는 공기의 방향과 정렬되며, 둥근 선단부 및 후단부(62, 64)를 포함한다. 블레이드의 형상을 가지도록 리브(60)들을 구성하는 것에 의해, 바람직하지 않은 소음 및 바람직하지 않은 공기역학적 손실이 최소화된다.In some embodiments, the cross-sectional shape of rib 60 is “bladed”. As used herein, the term "bladed" means having an aerodynamic shape, i.e., a shape that reduces drag from air moving past the ribs 60. For example, rib 60 is generally aligned with the direction of air flowing along hub facing surface 24 of band 20 and includes rounded proximal and trailing ends 62, 64. By configuring the ribs 60 to have the shape of a blade, undesirable noise and undesirable aerodynamic losses are minimized.

각각의 리브(60)는 리브(60)의 원주 방향 치수(80)(예를 들어, 허브 대면 표면(24)의 원주를 따르는 선단부(62)와 후단부(64) 사이의 거리, 도 7)가 리브(60)의 두께 치수(82)(예를 들어, 반대의 측면 표면(66, 68)들 사이의 거리, 도 5)보다 크다는 점에서 세장형이다. 리브(60)의 원주 방향 치수(80)는 두께 치수(82)의 적어도 10배이다. 예를 들어, 도시된 실시예에서, 리브(60)의 원주 방향 치수(80)는 두께 치수의 약 20배이다.Each rib 60 has a circumferential dimension 80 of the rib 60 (e.g., the distance between the leading end 62 and the trailing end 64 along the circumference of the hub facing surface 24, FIG. 7). is elongated in that is greater than the thickness dimension 82 of the rib 60 (eg, the distance between opposing side surfaces 66, 68, FIG. 5). The circumferential dimension 80 of the rib 60 is at least 10 times the thickness dimension 82 . For example, in the illustrated embodiment, the circumferential dimension 80 of the rib 60 is about 20 times the thickness dimension.

밴드(20)는 주어진 쌍의 인접한 블레이드(40)의 블레이드(40)들 사이에 단일 리브(60)가 배치되도록 인접한 블레이드(40)의 각각의 쌍 사이에 배치된 리브(60)를 포함한다. 아울러, 리브(60)의 원주 방향 치수(80)는 인접한 블레이드(40)의 각각의 팁(42) 사이의 간격에 비례한다. 예시된 실시예에서, 리브(60)의 수는 블레이드(40)의 수와 동일하다.The band 20 includes ribs 60 disposed between each pair of adjacent blades 40 such that a single rib 60 is disposed between the blades 40 of a given pair of adjacent blades 40 . In addition, the circumferential dimension 80 of the rib 60 is proportional to the spacing between each tip 42 of an adjacent blade 40 . In the illustrated embodiment, the number of ribs 60 equals the number of blades 40 .

리브(60)들은 인접한 한 쌍의 블레이드(40)의 각각의 팁(42)들 사이에 배치된다. 예시된 실시예에서, 리브(60)는 대응하는 니트-라인(150)을 가로질러 연장되도록 인접한 한 쌍의 블레이드(40)의 각각의 팁(42)들 사이의 중간에 배치된다. 그러나, 블레이드 간격이 동일하지 않은 팬에서 발생할 수 있는 것과 같이. 니트-라인(150)이 각각의 팁(42) 사이의 중간에 배치되지 않은 적용에서, 리브(60)가 니트-라인(150)을 연결하기 위해 인접한 쌍의 블레이드 중 하나의 블레이드를 향해 오프셋될 수 있다는 것이 이해된다.Ribs 60 are disposed between the respective tips 42 of an adjacent pair of blades 40 . In the illustrated embodiment, a rib 60 is disposed midway between the tips 42 of each of an adjacent pair of blades 40 to extend across a corresponding knit-line 150 . However, as can happen with fans with unequal blade spacing. In applications where knit-line 150 is not disposed midway between each tip 42, rib 60 will be offset towards one blade of an adjacent pair of blades to connect knit-line 150. It is understood that it can

일부 실시예에서, 각각의 리브(60)의 원주 방향 치수(80)는 블레이드간 원호 길이(36)의 적어도 40%(예를 들어, 각각의 팁(42) 또는 인접한 블레이드(40)의 블레이드 팁 영역(48) 사이의 허브 대면 표면(24)를 따르는 거리, 도 7)이다. 이러한 큰 원주 범위를 가지는 것은 밴드 니트-라인(150)이 보강 리브(60)의 반경 방향 돌출부에 놓이는 것을 보장한다. 이러한 것은 제조 공정 동안 플라스틱 사출의 위치에서 비교적 큰 변화가 있을 때에도 리브(60)들이 각각의 니트-라인(150)을 적절하게 보강하는 것을 보장한다. 일부 실시예에서, 리브(60)들은 리브(60)들이 허브 대면 표면(24)을 지나 밴드(20)의 곡선형 중간 부분(28) 상으로 연장되는 범위까지 원주 방향으로 연장된다.In some embodiments, the circumferential dimension 80 of each rib 60 is at least 40% of the inter-blade arc length 36 (e.g., the tip of each 42 or the blade tip of an adjacent blade 40). is the distance along the hub facing surface 24 between the regions 48 (FIG. 7). Having such a large circumferential extent ensures that the band knit-line 150 lies on the radial projection of the reinforcing rib 60 . This ensures that the ribs 60 adequately reinforce each knit-line 150 even when there are relatively large changes in the location of the plastic injection during the manufacturing process. In some embodiments, the ribs 60 extend circumferentially to the extent that the ribs 60 extend beyond the hub facing surface 24 and onto the curved middle portion 28 of the band 20 .

항력을 더욱 감소시키기 위해, 각각의 리브(60)는 리브(60)의 원주 방향 치수를 따라서 불균일한 반경 방향 치수(84)를 가지며, 여기서 "반경 방향"이라는 용어는 팬 회전축(10)과 관련하여 사용된다. 예를 들어, 각각의 리브(60)의 선단부(62) 및 후단부(64)는 각각 리브(60)의 중간 부분보다 더 작은 반경 방향 치수(84)를 가질 수 있다. 리브(60)들은 리브(60)의 반경 방향 치수(84)가 블레이드 스팬(46)의 최대 20%라는 점에서 로우 프로파일을 가지며, 여기서 블레이드 스팬(46)은 블레이드(40) 중 하나의 루트(44)와 팁(42) 사이의 거리에 일치한다. 이러한 구성은 기류 손실과 같은 공기역학적 문제 및 원치 않는 소음을 줄인다.To further reduce drag, each rib 60 has a radial dimension 84 that is non-uniform along the circumferential dimension of the rib 60, where the term "radial" is relative to the fan axis of rotation 10. so it is used For example, the leading end 62 and trailing end 64 of each rib 60 may each have a smaller radial dimension 84 than the middle portion of the rib 60 . The ribs 60 have a low profile in that the radial dimension 84 of the rib 60 is at most 20% of the blade span 46, where the blade span 46 is the root of one of the blades 40 ( 44) and the tip 42. This configuration reduces aerodynamic problems such as airflow loss and unwanted noise.

밴드(20)에서의 보강 리브(60)의 사용은 도 2 내지 도 8에 도시된 바와 같이 하류 고정자 설계를 가지는 팬(1)에 제한되지 않으며, 여기서 고정자(도시되지 않음)는 허브(2)를 통해 팬(1)을 구동하는 모터(도시되지 않음)를 지지한다. 하류 고정자 설계에서, 고정자는 팬(1)의 통한 기류의 방향(A)에 대해 팬(1)의 하류에 배치된다. 하류 고정자 설계에서 립 부분(30)은 밴드(20)의 선단부(25)를 제공한다. 보강 리브(60)들은 도 9에 도시된 바와 같이 상류 고정자 설계를 가지는 팬(201)에서 밴드 니트-라인(150)을 보강하도록 이용될 수 있다. 상류 고정자 설계에서, 고정자는 팬(201)을 통한 기류의 방향(A)에 대해 팬(201)의 상류에 배치된다. 도 9에서, 립 부분(30)은 밴드(220)의 선단부(25)를 제공한다. 상류 고정자 설계(도 10)를 가지는 대안적인 팬(301)에서, 립 부분(30)은 밴드(320)의 후단부(29)를 제공한다. 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 립 부분(30)이 팬 회전축(10)에 직각인 방향으로 연장될 수 있을지라도, 립 부분(10)은 이러한 구성으로 제한되지 않는다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 립 부분(30)은 도 11에 도시된 상류 고정자 설계 팬(401)의 대안적인 밴드(420)에 도시된 바와 같이, 또는 하류 고정자 설계 팬(도시되지 않음)에서 팬 회전축(10)에 대해 예각으로 연장될 수 있다.The use of stiffening ribs 60 in band 20 is not limited to fans 1 having a downstream stator design as shown in FIGS. 2-8, where the stator (not shown) is hub 2 Supports a motor (not shown) that drives the fan 1 through. In the downstream stator design, the stator is disposed downstream of the fan 1 with respect to the direction A of the air flow through the fan 1 . In the downstream stator design the lip section 30 provides the leading end 25 of the band 20. Reinforcement ribs 60 may be used to reinforce band knit-line 150 in fan 201 having an upstream stator design as shown in FIG. 9 . In an upstream stator design, the stator is placed upstream of the fan 201 with respect to the direction A of airflow through the fan 201 . In FIG. 9 , lip portion 30 presents tip 25 of band 220 . In an alternative fan 301 having an upstream stator design (FIG. 10), the lip portion 30 provides the trailing end 29 of the band 320. 8 to 10, although the lip portion 30 may extend in a direction perpendicular to the fan rotational axis 10, the lip portion 10 is not limited to this configuration. For example, in some embodiments, lip portion 30 is shown in alternative band 420 of upstream stator design fan 401 shown in FIG. 11, or as shown in downstream stator design fan (not shown). may extend at an acute angle with respect to the fan rotation axis 10.

비록 도 2 내지 도 11에 도시된 냉각 팬이 자동차 냉각 팬일지라도, 도 2 내지 도 11에서 설명된 냉각 팬은 자동차 적용으로 제한되지 않는다. 예를 들어, 냉각 팬은 하드 드라이브를 냉각하기 위한 컴퓨터, 압축기 냉각을 위한 가열 및 환기 장치 등에서 사용될 수 있다. 더욱이, 도 2 내지 도 11에 도시된 냉각 팬은 냉각 적용으로 제한되지 않는다.Although the cooling fans shown in Figs. 2 to 11 are automobile cooling fans, the cooling fans described in Figs. 2 to 11 are not limited to automotive applications. For example, cooling fans may be used in computers to cool hard drives, heating and ventilation devices to cool compressors, and the like. Moreover, the cooling fans shown in Figs. 2 to 11 are not limited to cooling applications.

팬의 선택적인 예시적인 실시예는 위에서 일부 상세하게 설명되었다. 팬을 명확하게 하는데 필요한 것으로 간주되는 구조만이 본 명세서에서 설명되었다는 것을 이해해야 한다. 다른 종래의 구조, 및 팬의 부수적 및 보조 구성요소의 구조는 당업자에 의해 공지되고 이해되는 것으로 가정된다. 또한, 팬의 작동예가 앞에서 설명되었지만, 팬은 상술한 작동예로 제한되지 않고, 특허청구범위에 기재된 팬을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 설계 변경이 가능하다.Alternative exemplary embodiments of the fan have been described in some detail above. It should be understood that only structures deemed necessary to clarify the fan have been described herein. It is assumed that other conventional structures, and structures of ancillary and auxiliary components of the fan, are known and understood by those skilled in the art. In addition, although the operating example of the fan has been described above, the fan is not limited to the above-described operating example, and various design changes are possible without departing from the fan described in the claims.

Claims (13)

팬으로서,
팬 회전축을 중심으로 회전하기 위해 모터에 의해 구동되도록 구성된 허브;
상기 회전축을 둘러싸고 상기 허브와 동심인 밴드로서, 상기 팬 회전축과 평행하게 연장되는 원통형 부분, 상기 팬 회전축에 일정 각도로 연장되는 립 부분, 및 상기 원통형 부분의 한쪽 단부를 상기 립 부분의 한쪽 단부에 연결하는 중간 부분을 포함하는, 상기 밴드;
상기 허브로부터 반경 방향으로 돌출된 블레이드들로서, 각각의 블레이드는 상기 허브에 연결된 루트(root)와, 상기 원통형 부분의 허브 대면 표면에 연결된 팁을 가지는, 상기 블레이드들; 및
상기 원통형 부분의 허브 대면 표면으로부터 돌출된 구조적 보강 리브들로서, 인접한 쌍의 블레이드의 각각의 팁 사이에 배치되는, 상기 구조적 보강 리브들을 포함하며,
상기 리브의 원주 방향 치수는 인접한 쌍의 블레이드의 블레이드들의 각각의 팁 사이에서 상기 허브 대면 표면을 따르는 거리의 적어도 40%인, 팬.As a fan,
a hub configured to be driven by a motor for rotation about a fan axis of rotation;
A band surrounding the rotation axis and concentric with the hub, comprising: a cylindrical portion extending parallel to the fan rotation axis, a lip portion extending at an angle to the fan rotation axis, and one end of the cylindrical portion to one end of the lip portion. The band, including a connecting middle portion;
blades projecting radially from the hub, each blade having a root connected to the hub and a tip connected to the hub facing surface of the cylindrical portion; and
structural reinforcing ribs protruding from the hub-facing surface of the cylindrical portion, disposed between respective tips of adjacent pairs of blades;
wherein the circumferential dimension of the rib is at least 40% of the distance along the hub facing surface between tips of each of the blades of an adjacent pair of blades. 제1항에 있어서, 상기 보강 리브들은,
리브 선단부,
상기 리브 선단부 반대편에 있고 상기 리브 선단부로부터 원주 방향으로 이격된 리브 후단부, 및
상기 리브 선단부와 리브 후단부 사이에서 연장하는 반대의 측면 표면들을 포함하며,
상기 리브의 원주 방향 치수는 상기 리브 선단부와 리브 후단부 사이의 거리에 일치하고,
상기 리브의 원주 방향 치수는 상기 리브의 두께 치수보다 크며,
상기 리브의 두께 치수는 상기 반대의 측면 표면들 사이의 거리에 일치하며,
상기 리브 선단부와 상기 리브 후단부는 둥근, 팬.The method of claim 1, wherein the reinforcing ribs,
rib tip,
a rib rear end opposite the rib front end and spaced circumferentially from the rib front end; and
opposing side surfaces extending between the rib leading end and the rib trailing end;
The circumferential dimension of the rib coincides with the distance between the rib front end and the rib rear end;
the circumferential dimension of the rib is greater than the thickness dimension of the rib;
the thickness dimension of the rib corresponds to the distance between the opposing side surfaces;
The rib leading end and the rib trailing end are rounded, fan. 제2항에 있어서, 상기 리브들의 원주 방향 치수는 상기 두께 치수의 적어도 10배인, 팬.3. The fan of claim 2, wherein the circumferential dimension of the ribs is at least ten times the thickness dimension. 제2항에 있어서, 상기 리브들의 반경 방향 치수는 상기 리브의 원주 방향 치수를 따라서 불균일한, 팬.3. The fan of claim 2, wherein radial dimensions of the ribs are non-uniform along a circumferential dimension of the ribs. 제2항에 있어서, 상기 리브 선단부 및 리브 후단부에서 상기 리브의 반경 방향 치수는 상기 리브 선단부와 리브 후단부 사이의 중간인 위치에서 상기 리브의 반경 방향 치수보다 작은, 팬.The fan according to claim 2, wherein radial dimensions of the ribs at the rib front ends and rib rear ends are smaller than radial dimensions of the ribs at a position intermediate between the rib front ends and the rib rear ends. 제2항에 있어서, 상기 리브들의 반경 방향 치수는 블레이드 스팬의 최대 20%이고, 상기 블레이드 스팬은 상기 블레이드들 중 하나의 루트와 팁 사이의 거리에 일치하는, 팬.3. The fan of claim 2, wherein the radial dimension of the ribs is at most 20% of a blade span, the blade span corresponding to the distance between the root and tip of one of the blades. 제1항에 있어서, 상기 리브들은 복수의 리브를 포함하고, 각각의 리브는 한 쌍의 인접한 블레이드들 사이에 배치되어서, 단일 리브가 주어진 쌍의 인접한 블레이드의 블레이드들 사이에 배치되고, 상기 리브들의 원주 방향 치수는 상기 주어진 쌍의 인접한 블레이드의 블레이드들의 각각의 팁 사이의 간격에 비례하는, 팬.2. The method of claim 1 wherein said ribs include a plurality of ribs, each rib disposed between a pair of adjacent blades such that a single rib is disposed between blades of a given pair of adjacent blades, and the circumference of the ribs wherein the directional dimension is proportional to the spacing between the tips of each of the blades of the given pair of adjacent blades. 제7항에 있어서, 상기 리브들의 수는 상기 블레이드의 수와 동일한, 팬.8. The fan of claim 7, wherein the number of ribs equals the number of blades. 제1항에 있어서, 상기 리브들은 상기 인접한 쌍의 블레이드의 블레이드들의 팁 사이의 중간에 배치되는, 팬.2. The fan of claim 1, wherein the ribs are disposed midway between the tips of the blades of the adjacent pair of blades. 제1항에 있어서, 상기 리브들은 상기 인접한 쌍의 블레이드의 블레이드들 중 다른 블레이드보다 상기 인접한 쌍의 블레이드의 블레이드들 중 하나의 팁에 더 가깝게 배치되는, 팬.2. The fan of claim 1, wherein the ribs are disposed closer to the tip of one of the blades of the adjacent pair than to the other one of the blades of the adjacent pair. 제1항에 있어서, 상기 리브들은 중간 부분 상으로 연장되는, 팬.The fan of claim 1 wherein the ribs extend onto a middle portion. 제1항에 있어서, 상기 립 부분은 상기 팬을 통한 기류의 방향을 향하고, 상기 원통형 부분은 상기 팬을 통한 기류의 방향에 대해 상기 립 부분의 하류인, 팬.The fan of claim 1 , wherein the lip portion faces a direction of airflow through the fan, and wherein the cylindrical portion is downstream of the lip portion with respect to a direction of airflow through the fan. 제1항에 있어서, 상기 원통형 부분은 상기 팬을 통한 기류의 방향을 향하고, 상기 원통형 부분은 상기 팬을 통한 기류의 방향에 대해 상기 원통형 부분의 하류인, 팬.The fan of claim 1 , wherein the cylindrical portion faces a direction of airflow through the fan, and the cylindrical portion is downstream of the cylindrical portion with respect to a direction of airflow through the fan.
KR1020227038523A 2020-04-08 2021-04-06 Band type cooling fan band with improved knit-line strength KR20220160689A (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202063006840P 2020-04-08 2020-04-08
US63/006,840 2020-04-08
US202163147500P 2021-02-09 2021-02-09
US63/147,500 2021-02-09
PCT/EP2021/058879 WO2021204766A1 (en) 2020-04-08 2021-04-06 Banded cooling fan band having knit-line strength improvement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220160689A true KR20220160689A (en) 2022-12-06

Family

ID=75497901

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227038523A KR20220160689A (en) 2020-04-08 2021-04-06 Band type cooling fan band with improved knit-line strength

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11898569B2 (en)
KR (1) KR20220160689A (en)
CN (1) CN115667726A (en)
BR (1) BR112022020053A2 (en)
DE (1) DE112021000950T5 (en)
WO (1) WO2021204766A1 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5810555A (en) * 1997-05-12 1998-09-22 Itt Automotive Electrical Systems, Inc. High-pumping fan with ring-mounted bladelets
JP2003094494A (en) * 2001-09-25 2003-04-03 Denso Corp Fan and its molding method
KR102096512B1 (en) 2014-02-25 2020-04-03 한온시스템 주식회사 Cooling Fan for vehicle
DE102015214356A1 (en) * 2015-07-29 2017-02-02 Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg Fan wheel and radiator fan module

Also Published As

Publication number Publication date
US11898569B2 (en) 2024-02-13
WO2021204766A1 (en) 2021-10-14
CN115667726A (en) 2023-01-31
BR112022020053A2 (en) 2022-11-22
US20230132288A1 (en) 2023-04-27
DE112021000950T5 (en) 2023-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2264321B1 (en) Plastic propeller fan
US8550782B2 (en) Partial ring cooling fan
CN100371607C (en) Axial-flow fan
JP2011513619A (en) Fan shroud with modular vane set
JP2001501284A (en) Axial fan
JP4161015B2 (en) Axial fan
US20110014052A1 (en) Fan with structural support ring
KR100820856B1 (en) Axial flow fan
EP2539591B1 (en) Free-tipped axial fan assembly
KR20220160689A (en) Band type cooling fan band with improved knit-line strength
US20230228279A1 (en) Banded cooling fan band having knit-line strength improvement
US11959489B2 (en) Banded cooling fan band having knit-line strength improvement
US20150071787A1 (en) Impeller For Motor Vehicle Fan, Including Segmented Hub Stiffeners
KR20170116754A (en) High pressure centrifugal impeller
KR100897133B1 (en) Cooling fan
KR101187223B1 (en) Axial Flow Fan
US20230287896A1 (en) Axial flow fan
CN110998098B (en) Propeller for a fan of a thermal system of a motor vehicle, fan comprising such a propeller and thermal system
KR20090108869A (en) Double axial flow fan for motor vehicle
KR101681772B1 (en) Cooling Fan for Vehicle
WO2023062579A1 (en) Blade for a low-noise industrial axial fan with terminal member, industrial axial fan and process for manufacturing a blade of an industrial axial fan
JP2019124149A (en) fan
JP2019124148A (en) fan